Системный метод

На современном уровне познания далеко не все науки развились до использования системного метода. БИР достигла такого уровня в конце ХХ века. В последние десятилетия наметился выход из теоретического кризиса с появлением теории самоорганизации = синергетики, реализующей системный метод познания. Это одно из важнейших научных открытий ХХ века, еще не вполне осознанное человечеством, которое является примером синтеза самых разных наук и может быть приложимо ко всем областям знания, а не только к биологии. Корни синергетики зародились в области математики (Ляпунов, Пуанкаре, Тьюринг, Пригожин):

– понятия устойчивости и неустойчивости фазных состояний (пример – шарик на холме);

– теория симметрии;

– качественная теория дифференциальных уравнений;

– теория автоколебательных процессов.

С помощью этих теорий установлено, что в мире существует класс систем, способных в ходе необратимых процессов самоусложняться: при этом возникают новые, ранее ни в какой форме не существовавшие структуры, а также математически описаны эти процессы. К этому классу относятся и простые физические системы (например, шарик и поверхность с неровным рельефом, см. рис.), и химические реакции (например, реакция Белоусова-Жаботинского: бромат калия + лимонная кислота в присутствии солей церия; подробности см. в кн. Шноля С.Э. «Герои и злодеи российской науки»), и биологические процессы.

Рис. Непредсказуемость поведения шарика на поверхности с неровным рельефом.

Самыми конструктивными из всех природных необратимых процессов, ведущими к образованию наиболее сложных и совершенных систем, являются эмбриогенез и эволюция (которая основана на его изменениях). Эта сложная организация возникает почти исключительно за счет внутренних факторов, не требуя внешних источников информации и управления.

Главная теоретическая задача синергетики, применительно к бир – выяснение принципов и факторов самоорганизации зародыша.

Полный ответ может быть получен лишь в весьма отдаленном будущем, но в первом приближении кое-что становится ясно уже сегодня:

1. Установлена бифуркационная структура онтогенеза.

Рис. Бифуркационная структура развития эктодермы.

2. Стало ясно, что число вариантов развития ограничено, и воздействия самой разной природы и интенсивности переключают развитие на одни и те же стандартные пути (яркий пример –полифакториальность тератогенеза).

3. В ходе развития периоды устойчивого равновесия сменяются периодами неустойчивости, неопределенности («точки бифуркации»).

4. В точках бифуркации даже исчезающее малая причина может породить громадное по своим масштабам следствие, в период устойчивого равновесия даже сильное воздействие может не иметь последствий или породить исчезающее малое следствие, т.е. нарушается принцип причинно-следственных связей или механистического детерминизма.

Применением принципов синергетики в области БИР наиболее активно занимались биофизик Борис Николаевич Белинцев, к сожалению, рано ушедший из жизни (в 35 лет) и эмбриолог Лев Владимирович Белоусов, профессор МГУ. Достижения в этой области отражены в монографиях Л. В. Белоусова «Биологический морфогенез» (1987) и Б.Н. Белинцева «Физические основы биологического формообразования» (1991). .Популярно они изложены в статье Б.Н. Белинцева «Самоорганизация в развитии зародыша» в журнале «Природа» за 1989 год №2.

В настоящее время можно считать доказаны, что важнейшие процессы ранних этапов морфогенеза подчиняются достаточно простым закономерностям, присущим всему зародышу как одной из самоорганизующихся систем.

Системный подход позволяет подняться от механистического детерминизма на более высокий уровень мышления, который имеет фундаментальное значение для всей научной картины мира.